CN105406620A - 转子铁芯及具有其的永磁转子结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种转子铁芯及具有其的永磁转子结构。本发明的转子铁芯，包括：铁芯本体，其中心具有轴孔；磁瓦槽，沿铁芯本体的径向设置在铁芯本体上，将铁芯本体分成多个铁芯块；槽口，与磁瓦槽相对应地设置于铁芯本体的外周面上并与磁瓦槽相连通。由于去了隔磁桥，因此可以减小转子漏磁，气隙磁密增大，提高电机的转矩输出能力，确保电机的结构安全。本发明的转子铁芯及具有其的永磁转子结构，结构简单且能够减少漏磁、齿槽转矩。

Description

转子铁芯及具有其的永磁转子结构

技术领域

本发明涉及电机领域，具体而言，涉及一种转子铁芯及具有其的永磁转子结构。

背景技术

现有的电机采用内置磁瓦结构，两片磁瓦并联提供磁通。这样结构的电机虽然具有高功率密度等优点，但是由于隔磁桥的存在，导致转子漏磁严重。而且，该电机的齿槽转矩较大，电机运行不稳定同时产生噪音。

发明内容

本发明旨在提供一种结构简单且能够减少漏磁、齿槽转矩的转子铁芯及具有其的永磁转子结构。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种转子铁芯，包括：铁芯本体，其中心具有轴孔；磁瓦槽，沿铁芯本体的径向设置在铁芯本体上，将铁芯本体分成多个铁芯块；槽口，与磁瓦槽相对应地设置于铁芯本体的外周面上并与磁瓦槽相连通。

进一步地，槽口的长度方向的中心线与轴孔的轴线具有夹角。

进一步地，磁瓦槽沿铁芯本体的径向方向延伸并贯穿铁芯本体的外周面以形成槽口。

进一步地，磁瓦槽为多个，多个磁瓦槽围绕轴孔的轴线间隔设置。

进一步地，多个磁瓦槽围绕轴孔的轴线间隔均匀的设置。

进一步地，槽口的长度方向上的第一开口端和第二开口端分别位于铁芯本体的两个端面上。

进一步地，每个槽口由铁芯本体的外周面上的至少一个第一通孔形成。

进一步地，磁瓦槽与槽口一一对应设置，其中，每个槽口由铁芯本体的外周面上的两个间隔设置的第一通孔形成。

进一步地，相邻两个铁芯块之间具有彼此相连的部分以形成加强磁桥。

进一步地，铁芯本体的外周面包括多个相互连接的圆弧面，每个槽口设置于相邻两个圆弧面的相交处。

进一步地，每个槽口由铁芯本体的外周面上的两个间隔设置的第一通孔形成。

进一步地，加强磁桥包括：第一加强磁桥，由相邻两个圆弧面中的一个圆弧面的沿轴孔方向的侧边的第一凸出部形成，第一加强磁桥延伸至相邻两个圆弧面中的另一个圆弧面的沿轴孔方向的侧边；第二加强磁桥，由相邻两个圆弧面中的另一个圆弧面的沿轴孔方向的侧边的第二凸出部形成，第二加强磁桥延伸至相邻两个圆弧面中的一个圆弧面的沿轴孔方向的侧边；第三加强磁桥，位于第一加强磁桥和第二加强磁桥之间，第三加强磁桥由相邻两个圆弧面中的一个圆弧面的沿轴孔方向的侧边的第三凸出部和相邻两个圆弧面中的另一个圆弧面的沿轴孔方向的侧边的第四凸出部相抵接形成；其中，第一加强磁桥、第二加强磁桥、第三加强磁桥和相邻两个圆弧面的沿轴孔方向的侧边共同形成两个第一通孔。

进一步地，转子铁芯还包括：注塑尼龙圈，套设于铁芯本体的外周面上，注塑尼龙圈上间隔地设置有第二通孔。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种永磁转子结构，包括转子铁芯，转子铁芯为上述的转子铁芯。

应用本发明的技术方案，提供了一种转子铁芯，包括铁芯本体、磁瓦槽和槽口。铁芯本体的中心具有轴孔，磁瓦槽沿铁芯本体的径向设置在铁芯本体上，将铁芯本体分成多个铁芯块。槽口与磁瓦槽相对应地设置于铁芯本体的外周面上并与磁瓦槽相连通。由于去了隔磁桥，因此可以减小转子漏磁，气隙磁密增大，提高电机的转矩输出能力，确保电机的结构安全。该转子铁芯结构简单且能够减少漏磁、齿槽转矩。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明的转子铁芯的第一个优选实施例的整体结构示意图；

图2示出了本发明的转子铁芯的第二个优选实施例的整体结构示意图；

图3示出了本发明的注塑尼龙圈的整体结构示意图；

图4示出了本发明的转子铁芯与注塑尼龙圈的装配示意图；

图5示出了本发明的空载气隙磁密与槽口宽的变化规律图；

图6示出了本发明的齿槽转矩峰值与槽口宽的变化规律图；以及

图7示出了本发明的斜槽与非斜槽的齿槽转矩数值图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，本发明提供了一种转子铁芯。

具体地，该转子铁芯包括铁芯本体10、磁瓦槽20和槽口30。其中，铁芯本体10的中心具有轴孔11，磁瓦槽20沿铁芯本体10的径向设置在铁芯本体10上以将铁芯本体10分成多个铁芯块，槽口30与磁瓦槽20相对应地设置于铁芯本体10的外周面上并与磁瓦槽20相连通。

由于去了隔磁桥，因此可以减小转子漏磁，气隙磁密增大，提高电机的转矩输出能力，确保电机的结构安全。该转子铁芯结构简单且能够减少漏磁、齿槽转矩。

由上述可知，槽口30的长度方向的中心线与轴孔11之间可以是平行的，也可以是具有夹角倾斜设置的。转子铁芯的槽口30采用斜槽结构，具有减小齿槽转矩的作用。

本发明的上述实施例中采用去磁桥减小漏磁，提出采用斜槽口减小齿槽转矩，因此该转子铁芯具有高功率密度和低转矩脉动的优点。

如图2所示，槽口30的长度方向的中心线与轴孔11的轴线具有夹角。也就是说槽口30是倾斜的设置在铁芯本体10的外周面上，槽口30为斜槽口，斜槽口的长度方向的中心线与轴孔11的轴线具有夹角。采用斜槽结构，可以减小齿槽转矩。

如图1和图2所示，磁瓦槽20沿铁芯本体10的径向方向延伸并贯穿铁芯本体10的外周面以形成槽口30。槽口30与磁瓦槽20相连通，磁瓦槽20其长度方向的一端连接于轴孔11，磁瓦槽20的另一端在铁芯本体10的外周面上形成槽口30。

如图1和图2所示，每个槽口30由铁芯本体10的外周面上的至少一个第一通孔33形成。

如图1和图2所示，磁瓦槽20与槽口30一一对应设置，一个磁瓦槽20上具有一个槽口30。磁瓦槽20为多个，多个磁瓦槽20围绕轴孔11的轴线间隔设置。优选地，多个磁瓦槽20围绕轴孔11的轴线间隔均匀的设置。

如图2所示，铁芯本体10的外周面包括多个相互连接的圆弧面12，这样，永磁转子在旋转时，磁场可以保持呈正弦波的波形，永磁电机运行时噪音较小，且运行更加平稳。每个槽口30设置于相邻两个圆弧面12的相交处。

本发明提供了第一个优选实施例，如图1所示，槽口30的长度方向上的第一开口端31和第二开口端32分别位于铁芯本体10的两个端面上。本实施例中的槽口30是一个豁口，磁瓦槽20沿铁芯本体10的径向方向延伸并贯穿铁芯本体10的外周面以形成该豁口。

本发明还提供了第二个优选实施例，如图2所示，优选地，每个槽口30由铁芯本体10的外周面上的两个间隔设置的第一通孔33形成，相邻两个铁芯块之间具有彼此相连的部分以形成加强磁桥40。具体地，相邻两个第一通孔33之间的部分铁芯本体10的外周面和每个第一通孔33与铁芯本体10的端面之间的部分铁芯本体10的外周面形成加强磁桥40。

进而地，如图2所示，加强磁桥40包括第一加强磁桥41、第二加强磁桥42和第三加强磁桥43。

第一加强磁桥41由相邻两个圆弧面12中的一个圆弧面12的沿轴孔11方向的侧边的第一凸出部形成，第一加强磁桥41延伸至相邻两个圆弧面12中的另一个圆弧面12的沿轴孔11方向的侧边。一个圆弧面12的沿轴孔11方向的侧边凸出的伸出一个第一凸出部，该第一凸出部伸向至相对的另一个圆弧面12的沿轴孔11方向的侧边，该第一凸出部即形成为第一加强磁桥41。

第二加强磁桥42由相邻两个圆弧面12中的另一个圆弧面12的沿轴孔11方向的侧边的第二凸出部形成，第二加强磁桥41延伸至相邻两个圆弧面12中的一个圆弧面12的沿轴孔11方向的侧边。结构与第一加强磁桥41相同，第一加强磁桥41从一个圆弧面12凸出的伸出至另一个圆弧面12，而第二加强磁桥42从另一个圆弧面12凸出的伸出至一个圆弧面12。第一加强磁桥41和第二加强磁桥42延伸方向相反。

第三加强磁桥43，位于第一加强磁桥41和第二加强磁桥42之间，第三加强磁桥43由相邻两个圆弧面12中的一个圆弧面12的沿轴孔11方向的侧边的第三凸出部44和相邻两个圆弧面12中的另一个圆弧面12的沿轴孔11方向的侧边的第四凸出部45相抵接形成。详细地，第三加强磁桥43由第三凸出部44和第四凸出部45相抵接形成，第三凸出部44由相邻两个圆弧面12中的一个圆弧面12的沿轴孔11方向的侧边凸出的形成，第四凸出部45由另一个圆弧面12的沿轴孔11方向的侧边凸出的形成，第三凸出部44和第四凸出部45延伸至相互抵接以形成第三加强磁桥43。

如图2所示，第一加强磁桥41、第二加强磁桥42、第三加强磁桥43和相邻两个圆弧面12的沿轴孔11方向的侧边共同形成两个第一通孔33。

在第三个实施例中(图中未示出)，每个槽口30由铁芯本体10的外周面上的多个间隔设置的第一通孔33形成，结构与第二个实施例类似，只是每个槽口30由多于两个的第一通孔33形成。

在第四个实施例中(图中未示出)，每个槽口30由铁芯本体10的外周面上的一个第一通孔33形成，该第一通孔33与铁芯本体10的端面之间的部分铁芯本体10的外周面形成加强磁桥40。

如图3和图4所示，转子铁芯还包括注塑尼龙圈50，套设于铁芯本体10的外周面上，注塑尼龙圈50上间隔地设置有第二通孔51。铁芯本体10的外周面上套设注塑尼龙圈50，可以使用注塑塑料增强转子强度及增加加强磁桥。

图5示出了本发明的气隙磁密与槽口宽的变化规律图，其中，A为气隙磁密，其单位为T；B为槽口宽，单位为mm。可以看出，随着槽口30的槽口宽的逐渐增大，漏磁逐渐减小，气隙磁密逐渐增大。

图6示出了本发明的齿槽转矩峰值与槽口宽的变化规律图，其中，C为齿槽转矩峰值，其单位为mNM；B为槽口宽，单位为mm。可以看出，随着槽口30槽口宽的逐渐增大，齿槽转矩呈先增大后减小的变化趋势。

图7示出了本发明的斜槽与非斜槽的齿槽转矩数值图，其中，D为齿槽转矩，其单位为mNM；α为电角度，单位为度。可以看出，其中曲线1为槽口30不是斜槽的结构，曲线2为槽口30是斜槽结构，可以明显的看出，该斜槽结构能够有效的减小齿槽转矩。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种永磁转子结构，包括转子铁芯，转子铁芯为上述实施例中的转子铁芯。本实施例中的永磁转子结构，由转子铁芯、磁瓦、注塑尼龙等构成，上述转子铁芯去隔磁桥从而形成槽口，上述槽口斜一定角度，另外为了加强转子铁芯的强度，加了加强磁桥，同时转子铁芯外面加了一个注塑尼龙。本申请方案永磁转子结构，一方面，去隔磁桥可以减小转子漏磁，另一方面，转子槽口采用斜槽结构，具有减小齿槽转矩的作用。

本申请方案转子铁芯制作工艺流程，主要分三步：

第一步：冲压转子铁芯轮廓：对硅钢片进行冲压形成转子铁芯冲片轮廓；

第二步：加工斜槽：完成上述冲压工艺后，将对转子铁芯冲片加工斜槽，且每片转子铁芯冲片的斜槽之间需要错开一定角度；

第三步：叠压转子冲片：将上述定子冲片一片片叠压好形成转子铁芯。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

由于去了隔磁桥，因此可以减小转子漏磁，气隙磁密增大，提高电机的转矩输出能力，同时采用斜槽结构，可以减小齿槽转矩，另外在转子表面注塑尼龙型腔及增加加强磁桥，确保电机结构安全。本发明的转子铁芯及具有其的永磁转子结构，结构简单且能够减少漏磁、齿槽转矩。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种转子铁芯，其特征在于，包括：

铁芯本体(10)，其中心具有轴孔(11)；

磁瓦槽(20)，沿所述铁芯本体(10)的径向设置在所述铁芯本体(10)上，将所述铁芯本体(10)分成多个铁芯块；

槽口(30)，与所述磁瓦槽(20)相对应地设置于所述铁芯本体(10)的外周面上并与所述磁瓦槽(20)相连通。

2.根据权利要求1所述的转子铁芯，其特征在于，所述槽口(30)的长度方向的中心线与所述轴孔(11)的轴线具有夹角。

3.根据权利要求1所述的转子铁芯，其特征在于，所述磁瓦槽(20)沿所述铁芯本体(10)的径向方向延伸并贯穿所述铁芯本体(10)的外周面以形成所述槽口(30)。

4.根据权利要求3所述的转子铁芯，其特征在于，所述磁瓦槽(20)为多个，多个所述磁瓦槽(20)围绕所述轴孔(11)的轴线间隔设置。

5.根据权利要求4所述的转子铁芯，其特征在于，多个所述磁瓦槽(20)围绕所述轴孔(11)的轴线间隔均匀的设置。

6.根据权利要求1所述的转子铁芯，其特征在于，所述槽口(30)的长度方向上的第一开口端(31)和第二开口端(32)分别位于所述铁芯本体(10)的两个端面上。

7.根据权利要求4所述的转子铁芯，其特征在于，每个所述槽口(30)由所述铁芯本体(10)的外周面上的至少一个第一通孔(33)形成。

8.根据权利要求4所述的转子铁芯，其特征在于，所述磁瓦槽(20)与所述槽口(30)一一对应设置，其中，每个所述槽口(30)由所述铁芯本体(10)的外周面上的多个间隔设置的第一通孔(33)形成。

9.根据权利要求8所述的转子铁芯，其特征在于，相邻两个所述铁芯块之间具有彼此相连的部分以形成加强磁桥(40)。

10.根据权利要求9所述的转子铁芯，其特征在于，所述铁芯本体(10)的外周面包括多个相互连接的圆弧面(12)，每个所述槽口(30)设置于相邻两个所述圆弧面(12)的相交处。

11.根据权利要求10所述的转子铁芯，其特征在于，每个所述槽口(30)由所述铁芯本体(10)的外周面上的两个间隔设置的第一通孔(33)形成。

12.根据权利要求11所述的转子铁芯，其特征在于，所述加强磁桥(40)包括：

第一加强磁桥(41)，由相邻两个所述圆弧面(12)中的一个所述圆弧面(12)的沿所述轴孔(11)方向的侧边的第一凸出部形成，所述第一加强磁桥(41)延伸至所述相邻两个所述圆弧面(12)中的另一个所述圆弧面(12)的沿所述轴孔(11)方向的侧边；

第二加强磁桥(42)，由相邻两个所述圆弧面(12)中的另一个所述圆弧面(12)的沿所述轴孔(11)方向的侧边的第二凸出部形成，所述第二加强磁桥(41)延伸至所述相邻两个所述圆弧面(12)中的一个所述圆弧面(12)的沿所述轴孔(11)方向的侧边；

第三加强磁桥(43)，位于所述第一加强磁桥(41)和所述第二加强磁桥(42)之间，所述第三加强磁桥(43)由相邻两个所述圆弧面(12)中的一个所述圆弧面(12)的沿所述轴孔(11)方向的侧边的第三凸出部(44)和相邻两个所述圆弧面(12)中的另一个所述圆弧面(12)的沿所述轴孔(11)方向的侧边的第四凸出部(45)相抵接形成；

其中，所述第一加强磁桥(41)、所述第二加强磁桥(42)、所述第三加强磁桥(43)和相邻两个所述圆弧面(12)的沿所述轴孔(11)方向的侧边共同形成两个所述第一通孔(33)。

13.根据权利要求1所述的转子铁芯，其特征在于，所述转子铁芯还包括：

注塑尼龙圈(50)，套设于所述铁芯本体(10)的外周面上，所述注塑尼龙圈(50)上间隔地设置有第二通孔(51)。

14.一种永磁转子结构，包括转子铁芯，其特征在于，所述转子铁芯为权利要求1至13中任一项所述的转子铁芯。